【Python datetime模块精讲】：时间旅行者的日志，精准操控日期与时间

前言

Python的datetime模块提供了日期和时间的类，用于处理日期和时间的算术运算。这个模块包括date、time、datetime和timedelta等类，以及tzinfo接口和timezone类。date类用于表示年、月、日，而time类表示时间。datetime类结合了日期和时间，提供了一个单一的日期时间对象。timedelta类用于表示两个日期或时间之间的差异。此外，tzinfo接口允许用户定义时区信息，而timezone类提供了时区的实现。datetime模块广泛用于需要日期和时间计算的应用程序，如日志记录、调度和数据时间戳。它的强大功能和灵活性使其成为Python标准库中不可或缺的一部分。

一、datetime模块简介

datetime模块是Python标准库中处理日期和时间的常用模块之一。它提供了日期和时间的表示、比较和运算方法，以及常见的格式化和解析函数。

二、常用类和方法

# datetime模块提供了许多有用的类和方法，下面是其中一些常用的：# 导入datetime模块
import datetime

类或方法	描述
datetime.date	表示一个具体的日期，包括年份、月份和日数
datetime.time	表示一个具体的时间，包括小时、分钟、秒和微秒
datetime.datetime	表示一个具体的日期和时间，包括日期和时间的所有信息
datetime.timedelta	表示两个日期或时间之间的差距
datetime.datetime.today() / datetime.datetime.now()	返回表示当前日期和时间的对象
datetime.datetime.fromtimestamp(ts)	将时间戳转换为datetime对象
datetime.datetime.strftime(format) / datetime.datetime.strptime(date_string, format)	将datetime对象格式化为字符串，或将字符串解析为datetime对象

时间格式化符号

格式	描述	注释
%Y	年	2021
%y	年	21
%m	月
%d	日
%H	时	24小时制（晚上九点：21:00）
%I	时	12小时制（晚上九点：9:00）
%M	分
%S	秒
%p	上午AM 下午 PM

三、date类

# date类表示一个具体的日期，其中包括以下属性：

属性	描述
year	年份
month	月份
day	日数
weekday()	返回星期几（0表示星期一，6表示星期日）
isoweekday()	返回ISO规定的星期几（1表示星期一，7表示星期日）
isocalendar()	返回一个元组，其中包含年份、周数和星期几
strftime(format)	将date对象格式化为字符串

# 创建一个date对象:
d = datetime.date(year, month, day)

d = datetime.date(2023, 5, 11)

• year属性表示日期对象的年份
• month属性表示日期对象的月份
• day属性表示日期对象的日数
• isoweekday()方法返回ISO规定的星期几，其中1表示星期一，7表示星期日。
• weekday()方法返回星期几，其中0表示星期一，6表示星期日。
• isocalendar()方法返回一个元组，其中包含年份、周数和星期几。

import datetimed = datetime.date(2023, 5, 11)
print(d.year) # 2023
print(d.month) # 5
print(d.day) # 11
print(d.isoweekday()) # 4
print(d.weekday()) # 3
print(d.isocalendar()) # (2023, 19, 4)

strftime()方法将date对象格式化为字符串。format参数是一个格式化字符串，其中包含特定的代码，代表日期和时间的不同部分。

import datetime d = datetime.date(2023, 5, 11)
s = d.strftime('%Y-%m-%d')
print(s)  # 2023-05-11

四、time类

# time类表示一个具体的时间，其中包括以下属性：

属性	描述
hour	小时
minute	分钟
second	秒
microsecond	微秒
strftime(format)	将time对象格式化为字符串

# 创建一个time对象：
t = datetime.time(hour=0, minute=0, second=0, microsecond=0)

t = datetime.time(10, 0)

• hour属性表示时间对象的小时数
• minute属性表示时间对象的分钟数
• second属性表示时间对象的秒数
• microsecond属性表示时间对象的微秒数

import datetimet = datetime.time(10, 30, 15, 500000)
print(t.hour)  # 10
print(t.minute) # 30
print(t.second)  # 15
print(t.microsecond)  # 500000

# strftime()方法将time对象格式化为字符串。format参数是一个格式化字符串，其中包含特定的代码，代表日期和时间的不同部分。import datetimet = datetime.time(10, 30, 15)
s = t.strftime('%H:%M:%S')
print(s)  # 10:30:15

五、datetime类

# datetime类表示一个具体的日期和时间，其中包括以下属性：

属性	描述
year	年份
month	月份
day	日数
hour	小时
minute	分钟
second	秒
microsecond	微秒
timestamp()	返回时间戳（自1970年以来的秒数）
weekday()	返回星期几（0表示星期一，6表示星期日）
isoweekday()	返回ISO规定的星期几（1表示星期一，7表示星期日）
isocalendar()	返回一个元组，其中包含年份、周数和星期几
strftime(format)	将datetime对象格式化为字符串

#v创建datetime对象
dt = datetime.datetime(year, month, day[, hour[, minute[, second[, microsecond]]]])

dt = datetime.datetime(2023, 5, 11, 10, 0)

• year属性表示日期时间对象的年份
• month属性表示日期时间对象的月份
• day属性表示日期时间对象的日数
• hour属性表示日期时间对象的小时数
• minute属性表示日期时间对象的分钟数
• second属性表示日期时间对象的秒数
• microsecond属性表示日期时间对象的微秒数

import datetimedt = datetime.datetime(2023, 5, 11, 10, 30, 15, 500000)
print(dt.year)  # 2023
print(dt.month) # 5
print(dt.day) # 11
print(dt.hour) # 10
print(dt.minute) # 30
print(dt.second) # 15
print(dt.microsecond) # 500000

• timestamp()方法返回自1970年1月1日以来的秒数
• weekday()方法返回星期几，其中0表示星期一，6表示星期日。
• isoweekday()方法返回ISO规定的星期几，其中1表示星期一，7表示星期日
• isocalendar()方法返回一个元组，其中包含年份、周数和星期几。

import datetimedt = datetime.datetime(2023, 5, 11, 10, 30, 15)print(dt.timestamp() ) # 1686790215.0
print(dt.weekday()) # 3
print(dt.isoweekday()) # 4
print(dt.isocalendar()) # (2023, 19, 4)

strftime()方法将datetime对象格式化为字符串。format参数是一个格式化字符串，其中包含特定的代码，代表日期和时间的不同部分。

import datetimedt = datetime.datetime(2023, 5, 11, 10, 30, 15)
s = dt.strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S')
print(s) # 2023-05-11 10:30:15

strptime()方法是将字符串转换为datetime对象的方法。它根据特定的格式化代码将字符串解析为datetime对象。

import datetimes = '2023-05-11 10:30:15'
dt = datetime.datetime.strptime(s, '%Y-%m-%d %H:%M:%S')
print(dt)  # 2023-05-11 10:30:15

六、timedelta类

# timedelta类表示两个日期或时间之间的差距，它支持以下属性：

属性	描述
days	天数
seconds	秒数
microseconds	微秒数
total_seconds()	返回总秒数

# 创建一个timedelta对象：
delta = datetime.timedelta([days[, seconds[, microseconds[, milliseconds[, minutes[, hours[, weeks]]]]]]])

delta = datetime.timedelta(days=10)

timedelta对象的days属性表示天数

import datetimed1 = datetime.date(2023, 5, 11)
d2 = datetime.date(2023, 5, 1)
delta = d1 - d2
print(delta.days) # 10

timedelta对象的seconds属性表示秒数

import datetimet1 = datetime.datetime(2023, 5, 11, 10, 30, 15)
t2 = datetime.datetime(2023, 5, 11, 10, 0, 0)
delta = t1 - t2
print(delta.seconds)  # 1815

# timedelta对象的microseconds属性表示微秒数import datetimet1 = datetime.datetime(2023, 5, 11, 10, 30, 15, 500000)
t2 = datetime.datetime(2023, 5, 11, 10, 30, 15)
delta = t1 - t2
print(delta.microseconds)  # 500000

# total_seconds()方法返回总秒数import datetimet1 = datetime.datetime(2023, 5, 11, 10, 30, 15)
t2 = datetime.datetime(2023, 5, 8, 10, 0, 0)
delta = t1 - t2
print(delta)  # 3 days, 0:30:15
print(delta.seconds)  # 1815
print(delta.total_seconds())  # 261015.0

七、常用的函数和属性

# datetime模块还提供了一些其他有用的函数和属性，下面是其中一些常用的：

函数或属性	描述
datetime.datetime.today() / datetime.datetime.now()	返回表示当前日期和时间的对象
datetime.datetime.fromtimestamp(ts)	将时间戳转换为datetime对象
datetime.datetime.astimezone(tz=None)	返回带有时区信息的datetime对象
datetime.datetime.utcoffset()	返回一个datetime对象相对于UTC的偏移量
datetime.date.today()	返回表示当前日期的date对象
datetime.datetime.combine(date, time)	将一个date对象和一个time对象组合成一个datetime对象

# datetime.datetime.today() / datetime.datetime.now()
# 这两个方法都返回表示当前日期和时间的datetime对象。import datetimedt_now = datetime.datetime.now()
dt_today = datetime.datetime.today()print(dt_now)
print(dt_today)# 2023-05-11 15:30:15.123456
# 2023-05-11 15:30:15.123456"""
它们的区别在于，today()方法不接受任何参数，而now()方法可以接受一个可选参数，用于指定时区。如果不指定，则默认使用系统本地时区。
"""

fromtimestamp()方法将时间戳转换为datetime对象。

# datetime.datetime.fromtimestamp(ts)import datetime# ts1 = datetime.datetime.now()
# ts = datetime.datetime.now().timestamp()
# print(ts1)
# print(ts)ts = 1686790215.0 # 时间戳
dt = datetime.datetime.fromtimestamp(ts)print(dt)  # 2023-05-12 02:30:15

astimezone()方法返回带有时区信息的datetime对象，如果tz参数未提供，则默认使用系统本地时区。

# datetime.datetime.astimezone(tz=None)import datetimedt = datetime.datetime(2023, 5, 11, 10, 30, 15)# 将时区从本地修改为UTC+8
tzinfo = datetime.timezone(datetime.timedelta(hours=8))
dt2 = dt.astimezone(tz=tzinfo)print(dt2)  # 2023-05-11 18:30:15+08:00

utcoffset()方法是datetime模块中tzinfo类的一个方法，用于返回一个timedelta对象，表示当前时区相对于协调世界时（UTC）的偏移量。这个方法通常在处理时区相关的日期和时间时使用。

# datetime.datetime.utcoffset()
# utcoffset()方法返回一个datetime对象相对于UTC的偏移量。import datetime
dt = datetime.datetime(2023, 5, 11, 10, 30, 15).astimezone()
print(dt.utcoffset())  # 8:00:00

date.today()方法用于获取当前日期。这个方法不需要任何参数，并返回一个date对象，表示当前的年、月、日。

# datetime.date.today()
# today()方法返回表示当前日期的date对象。
import datetimed_today = datetime.date.today()print(d_today)  # 2023-05-11

combine()方法将一个date对象和一个time对象组合成一个datetime对象。

# datetime.datetime.combine(date, time)import datetimed = datetime.date(2023, 5, 11)
t = datetime.time(10, 30, 15)
dt = datetime.datetime.combine(d, t)print(dt)  # 2023-05-11 10:30:15

八、代码及其演示

# 计算两个日期之间的天数差距
import datetimed1 = datetime.date(2023, 5, 1)
d2 = datetime.date(2023, 5, 11)
delta = d2 - d1print(delta.days)  # 10

# 获取当前时间并格式化输出
import datetimenow = datetime.datetime.now()
s = now.strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S')print(s) # 2023-05-11 10:00:00

# 将一个字符串解析为datetime对象
import datetimes = '2023-05-11 10:00:00'
dt = datetime.datetime.strptime(s, '%Y-%m-%d %H:%M:%S')print(dt)  # 2023-05-11 10:00:00

# datetime模块提供了一组强大的工具来处理日期和时间相关的问题，包括日期、时间、日期时间、时间差和格式化等。学会了使用这些工具，我们就可以方便地进行日期和时间相关的计算、比较和格式化，从而使程序更具可读性和可维护性。